[发明专利]一种有机复合炉渣填料人工湿地处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其是涉及一种有机复合炉渣填料人工湿地处理系统。

背景技术

如何快速高效的去除水体中的氮磷元素也已成为水污染治理技术领域的重要方向之一。水体中氮污染的修复技术主要有物理化学方法和生物处理方法。物理修复技术是将硝酸盐集中于介质或废液中，起到了废物转移或浓缩的作用，并没有彻底将硝酸盐氮去除。化学修复技术则主要是利用还原剂将硝酸盐氮还原。物理、化学技术短期效果好，但是费用高，对环境有一定的副作用，生态效果不理想，一般作为应急手段而加以应用。和物理化学修复技术相比，生物修复的原理就是在人为的作用下，强化自然界水体中的反硝化作用，从而实现脱氮的目的，具有成本低廉，生态效果好等优点，但是目前较常见的生物脱氮技术对水体中碳源的要求较高，有一定的局限性。

本发明提出了一种新的污染水体净化系统，采用有机复合炉渣作为人工湿地的填料，通过分区填装、水平推流等构造组合设计，解决了反硝化碳源不足，避免了漫流湿地经常面临的蚊蝇、气味等不良环境问题，提高了系统的反硝化处理能力，适合于高硝酸盐污染的水体，尤其是低碳高硝氮水体的治理。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于处理高硝氮污染水体的有机复合炉渣填料人工湿地处理系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种有机复合炉渣填料人工湿地处理系统，强化反硝化处理高硝氮污染水体，该处理系统包括一构筑物，所述的构筑物的前后两端分别设有进水管及出水管，所述的构筑物内部从前到后分为蓄水区、布水区、处理区及集水区，所述的布水区与集水区内的基质均为卵石填料，所述的处理区包括由上到下的腐殖土层和填料层，所述的腐殖土层栽植植物，所述的填料层内的基质为有机复合炉渣填料。

所述的构筑物为长方体结构，其长、宽比例为6∶1，该构筑物的深度为0.8m，该构筑物的底部设有1％的坡度，所述的构筑物为半地下式的池体，该池体的底部及四周由砖堆砌并用混凝土浇筑成型。

所述的蓄水区与布水区之间设有溢流堰，所述的蓄水区的深度为0.8m，所述的布水区、处理区及集水区的深度相同，均为0.6m，所述的布水区、处理区及集水区的体积比为1∶8∶1。

所述的卵石填料的粒径为2～5cm，由于卵石填料表面光滑且粒径较大、物理化学结构稳定，不易阻塞，因此污染水体在布水区可以迅速的得到横向和高程上的均匀分布，有效的避免了死区的出现，同时卵石填料还可以起到缓冲水质的作用。

所述的有机复合炉渣填料为有机复合土与炉渣的混合物，所述的有机复合土与炉渣的体积比为1∶1～2∶1，所述的有机复合土由体积比为1∶2～1∶6的植物残余物质与腐殖土混合而成，所述的植物残余物质为静置1～3月后的松针叶或草炭。所述的有机复合炉渣填料可大幅提高人工湿地自身的碳源补给能力，该填料充分利用了炉渣结构稳定、孔隙率大、表面粗糙、以及能溶出一些微生物生长所需的微量元素的特点，为湿地的微生物生长提供良好的载体。同时，有机复合土可以缓慢释出微生物可利用的碳源和其他营养物质，也改善了炉渣的物理性质，促进植物的生长。

所述的植物残余物质与炉渣的粒径均为1～4cm。

所述的处理区内的有机复合炉渣填料的组成是变化的，可根据待处理污水的性质，调整填料中有机复合土和炉渣的配比，为污水处理提供合适的微生物处理环境，沿处理区内水流方向，有机复合土在有机复合炉渣填料中的比例逐渐升高，增加处理区后端的碳源补给，以促进处理区后端微生物的生长发育，从而有效提高处理区后端的利用率。

所述的处理区内的腐殖土层和填料层的高度比为1∶5。

所述的腐殖土层栽植的植物的株间距为30cm，所述的腐殖土层栽植的植物为美人蕉或茭白。植物发达的根系不仅能够有效的吸收水体中的氮磷营养元素，给微生物提供可利用的碳源，还能分泌有机酸、生长素等物质来，大大提高了系统的处理性能。

所述的集水区的底部设有穿孔收集管，所述的出水管的一端设在集水区内，另一端设在构筑物外，设在集水区内的出水管与穿孔收集管连接，设在构筑物外的出水管设有自由调节出水口高度的可旋式接口。集水区的卵石填料和穿孔收集管同样有效避免了死区的出现，保证了湿地容量的最大使用，并起到一定的过滤截留作用。

污染水体通过进水管流入有机复合炉渣填料人工湿地处理系统，经溢流堰后进入布水区。

污染水体在布水区均匀分布后流入处理区，整个系统对硝氮的去除主要发生在这个区，去除方式以微生物反硝化反应和植物吸收为主，还有少量的过滤吸附沉淀作用。